Фотосорбция экотоксикантов на модифицированном диоксиде титана

Проект посвящен решению актуальной задачи - разработке эффективного фотосорбента для удаления экотоксикантов Сr (VI) и As (III) из водных растворов. Хром и мышьяк являются одними из опасных загрязнителей окружающей среды, обладающих канцерогенным действием, наряду с кадмием, свинцом и ртутью. Кроме того, это одни из самых распространенных загрязнителей в промышленно развитых регионах, на территории которых располагаются металлургические и горнодобывающие предприятия. Хром входит в состав большого количества сталей и покрытий, мышьяк содержится в сульфидных рудах железа, меди, вольфрама, молибдена, драгоценных металлов и территории, где производят эти металлы, загрязнены мышьяком, кроме того, оба этих элемента выделяются при сжигании природного топлива. Эти элементы объединяет и отличает от других токсичных ионов металлов еще то, что: 1) оба они в окружающей среде встречаются в различных формах, сильно отличающихся по токсичности: As (V)и As (III) (последний - в 60 раз токсичнее), Cr (III) (обычно природного происхождения) и Cr (VI) (почти исключительно - антропогенного происхождения, гораздо подвижнее в водах и в 10 раз токсичнее), 2) оба, как описывается в литературных источниках, переходят в менее токсичную форму (Cr (VI) в Cr (III) и As (III) в As (V)) в присутствии TiO2 под действием солнечного света или ультрафиолета. Фотокатализ на диокиде титана позволяет осуществлять как окислительные, так о восстановительные превращения под действием излучения УФ-диапазона. На сорбционные и фотокаталитические свойства диоксида титана существенно влияет метод и условия синтеза, кристаллическая модификация и дефектная структура. Применяемые в последнее время методы модификации диоксида титана - допирование металлами и неметаллами, создание наносистем с гетеропереходами или создание систем с иерархической структурой обычно требуют сложных синтетических подходов. При этом для очистки сточных вод необходимо разрабатывать более простые в реализации и не требующие дорогих реагентов методы модификации диоксида титана. Важным походом к модификации диоксида титана является механическая активация, хотя исследования фотокаталитических и сорбционных свойств диоксида титана, активированного подобным способом по отношению к Cr (VI) и As (III) ранее не проводились. Инновационным методом модификации свойств диокида титана является восстановление с образованием кислородных вакансий и дефектов Ti3+. Исходя их вышеперечисленного, целью проекта является синтез модифицированного диоксида титана для сорбции и фотокаталитического удаления Cr (VI) и As (III) из водных растворов. Систематическое исследование влияния модификации TiO2 - механической активации - в сопоставлении с модификацией восстановлением с получением дефектов Ti3+ - на фотосорбционные свойства по отношению к ионам As (III) и Сr (VI) будет проводиться впервые. В рамках поставленной цели будут решаться следующие задачи: - Механическая и химическая модификация, а также характеризация модифицированного диоксида титана. - Изучение фотосорбционных свойств синтезированных материалов по отношению к Cr (VI) и As (III). - Изучение переходов Cr (VI) в Cr (III) и As (III) в As (V) на синтезированных материалах под действием УФ-излучения и видимого света.